DE9007711U1 - Flachbodentank mit Lecküberwachung - Google Patents

Description

Flachbodentank mit Lecküberwachung

Im Zuge der Notwendigkeit, die Umwelt in größtmöglichem Maße zu schützen, ist es erforderlich, Tanks, in denen wassergefährdende Stoffe, also beispielsweise Kohlenwasserstoff, gelagert werden, auf schleichende Leckagen zu überwachen. Bei Neuinstallationen sollten derartige Überwachungssysteme von vornherein vorgesehen werden, von entscheidender Bedeutung ist aber auch die Sanierung und Nachrüstung bestehender Tanklager mit entsprechenden Überwachungssystemen.

Es ist bereits bekannt, in bestehende Flachbodentanks Zwischenboden einzuschweißen und die dadurch entstehende Kammer zu evakuieren bzw. auf einem unter Atmosphärendrack liegenden Druck zu halten. Durch Überwachung der Druckdifferenz können auftretende Leckagen frühzeitig erkannt werden.

Die bekannte Lösung ist jedoch vergleichsweise sehr aufwendig, da der Innenboden als lasttragender Boden sehr stabil ausgeführt werden muß. Bei der Nachrüstung bestehender Flachbodentanks muß zunächst eine Bitumenschicht auf den Tankboden aufgebracht werden, sodann ein erster Blechboden eingeschweißt werden, an den sich ein Hohlraum anschließt, der von einem zweiten eingeschweißten Boden abgeschlossen wird. Die Einschweißung dieses dritten Bodens ist notwendig, da der primäre Tankboden wegen einer Korrosionsgefahr von außen nicht verwendet werden kann. Dieses Verfahren ist sehr kostenintensiv und mit einem hohen technischen Aufwand verbunden. Zudem läßt sich nicht feststellen, wo die Leckage auftritt.

Es ist weiterhin zur Lecküberwachung von Flachbodentanks bekannt, einen Sensorschlauch flächig in Relation zu dem Tankboden zu verlegen. Der Sensorschlauch wird in einem perforierten Schutzrohr verlegt und besteht aus einem gasdurchlässigen Material. Durch den Schlauch werden in bestimmten zeitlichen Abständen, z.B. 24 Stunden, Gasproben abgezogen und analysiert. Dies bedeutet jedoch, daß sich der Zeitpunkt

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der Leckage nicht feststellen läßt und somit kein sofortiger Alarm gegeben wird. Die vorgenommenen Gasanalysen sind apparativ aufwendig, teuer und eventuell zuverlässig, da die Gasproben gegebenenfalls über eine längere Strecke hinweg transportiert werden müssen und sich dabei in ihrer Zusammensetzung verändern können.

Aus der US-PS 3 908 468 ist ein Leckdetektor für einen Speichertank bekannt, bei welchem zwischen zwei elektrisch leitenden folienähnlichen Schichten eine Isolierschicht angeordnet ist, wobei die obere leitende Schicht für Flüssigkeiten durchlässig ist. Diese unter dem Boden eines Tanks angeordnete Leckdetektoreinrichtung beruht auf dem Prinzip der Kapazitätsmessung. Dringt aus dem Tank austretende Flüssigkeit durch die obere leitende Schicht in die zwischen den beiden leitenden Schichten befindliche Isolierschicht ein, ändert sich die elektrische Kapazität dieses durch die zwei elektrisch leitenden und die dazwischen liegende Isolierschicht gebildeten Kondensators. Diese Kapazitätsänderung läßt sich messen. Einen Lecküberwachungssensor, der ebenfalls auf der Kapazitätsmessung beruht, wurde von der Anmelderin in der
DE 35 39 946 Al vorgeschlagen. Es sind zahlreiche Mattenteile flächig verlegt, wobei jedes Mattenteil einen Kondensator bildet. Bei Benetzung mit einer zu detektierenden Flüssigkeit ändert sich die meßbare Kapazität der Mattenteile. Als Leckdetektoren sind auch streifenförmige Leiteranordnungen mit poröser Deckschicht für verschiedene Zwecke bekannt (DE 33 33 542 C2).

Aus der US-PS 33 83 863 ist es zur Leckdetektion bei tankähnlichen Einrichtungen bekannt, unterhalb des Speichertankbodens ein sich kreuzendes Muster aus elektrischen Leitern zu verlegen, um durch Messen des Widerstandes an den jeweiligen Kreuzungspunkten ein mögliches Leck festzustellen.

Zum Feststellen von Lecks ist es aus der GB-PS 1 543 156 bekannt, die elektrische Eigenschaft einer zwischen einer undurchlässigen und einer porösen Schicht befindlichen Zwischenschicht zu messen. Beispielsweise wird die Kapazität oder der Widerstand zwischen zwei beabstandeten Punkten der Zwischenschicht gemessen.

Aus der US-PS 44 04 516 ist es zur Dichtigkeitsprüfung bei tankähnlichen Einrichtungen bekannt, unter der flüssigkeitsdichten Decke ein sich kreuzendes Muster aus Leitungsdrähten anzuordnen, um durch Ermitteln des Widerstandes an den Kreuzungspunkten ein mögliches Leck sowie dessen Lage feststellen zu können.

Nach der US-PS 42 70 049 wird zur Lecküberwachung unter einem Tankboden in Form von Reihen und Spalten ein Glasfaserkabel verlegt. Bei Durchsickern von Öl in den Bereich der Glasfaserkabel ändert sich deren Lichtdurchlässigkeit, was mit Hilfe eines Lichtdetektors feststellbar ist.

Aus der DE-B-10 84 092 ist es zum Ermitteln von Undichtigkeiten an verlegten Rohrleitungen bekannt, die Rohrleitungen auf einer von einer Folie unterfangenen Sandschicht zu verlegen, welche von Meldekabeln durchsetzt ist.

Aus der EP-A2 0 251 045 ist ein flüssigkeitsdichter Belag für Auffangwannen oder dergleichen bekannt, wobei unterhalb der flüssigkeitsdichten Isolierschicht eine poröse Schicht auf dem eigentlichen Wannenboden angeordnet ist. Die poröse Schicht wird von Sensorkabeln durchzogen. Leckt die Isolierschicht, so soll das Sensorkabel ein derartiges Leck erfassen. Allerdings müssen diese Kabel relativ eng verlegt werden, da sie sich direkt unterhalb der Isolierschicht in der Oberseite der porösen Schicht befinden und die Flüssigkeit möglicherweise zwischen zwei Abschnitten des Sensorkabels hindurchgelangt, ohne die Sensorkabel zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachbodentank zu schaffen, bei dem auftretende Leckagen schnellstens lokalisiert sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Kera der Erfindung ist die Verlegung eines an sich bekannten Sensorkabels innerhalb einer flüssigkeitsdurchlässigen Ausgleichsschicht, die nach außen durch eine für das Leckmedium undurchlässige Sperrschicht abgegrenzt ist. Die Sperrschicht wirkt bei dieser Verlegungsart wie eine Art Sammelbecken, so daß auch schleichende Leckagen durch den Konzentrationseffekt der Sperrschicht zuverlässig detektierbar sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Auch existierende Flachbodentanks können erfindungsgemäß nachgerüstet werden, indem entweder im Inneren der Flachbodentanks der entsprechende Schichtaufbau eingebracht und sodann ein Innenboden eingeschweißt wird oder aber indem die Flachbodentanks angehoben werden und unter den Flachbodentanks der entsprechende Schichtaufbau vorgenommen wird.

Allen Erfindungsvarianten gemeinsam ist das eigentliche Lösungsprinzip, das auf der Verlegung eines an sich bekannten Sensorkabels in einer flüssigkeitsdurchlässigen Ausgleichsschicht besteht.

Das erfindungsgemäß verwendete Sensorkabel ist ein Kabel, dessen elektrische Eigenschaften sich bei Kontakt mit dem Leckmedium ändern. Die Änderung der elektrischen Eigenschaften wird durch entsprechende Meßgeräte angezeigt. Beispielsweise handelt es sich um ein Koaxialkabel, das mit einer Isolierung aus mikroporösem, gereckten PTFE umgeben ist, die zwar flüssige Kohlenwasserstoffe wegen ihrer geringen Viskosität passieren läßt, für Wasser jedoch undurchlässig ist. Sensorkabel der hier in Rede stehenden Art werden beispielsweise von der Firma W.L. Gore & Associates GmbH, Putzbrunn, unter der Bezeichnung DGD020 und dem Warenzeichen LEAKLEARN vertrieben. Aufbau und Funktion eines Sensorkabels sind in der US-Patentschrift 4 206 632 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird.

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Das Meßprinzip beruht auf dem Effekt, daß in einer homogenen Leitung, die mit einem Wellenwiderstand abgeschlossen ist, praktisch keine Reflektionen auftreten, wenn ein Spannungsimpuls angelegt wird. Der Wellenwiderstand hängt u.a. von der Geometrie und der Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials ab. Dringen in das poröse Isoliermaterial Flüssigkeiten ein, verändern diese die Dielektrizitätskonstante der Isolation und damit den Wellenwiderstand des Sensorkabels an der BenetzungssteUe. Dadurch wird das Kabel inhomogen und der gesendete Impuls wird reflektiert. Aus der Laufzeit zwischen gesendetem und reflektiertem Impuls kann man die Entfernung der BenetzungssteUe vom Anzeigegerät bestimmen. Nach dem gleichen Meßverfahren kann man einen Kabelkurzschluß oder eine Kabelunterbrechung feststeUen und lokalisieren. Sinkt der WeUenwiderstand des Kabels an einer SteUe, meldet das Gerät Alarm und gibt gleichzeitig die Entfernung der BenetzungssteUe an. Bei Kabelbruch oder Kurzschluß erfolgt eine Störmeldung, wobei gleichzeitig die Entfernung der StörsteUe auf einem Display angegeben wird.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1 die schematische DarsteUung des Schichtaufbaus im

Doppelboden eines Flachbodentanks;

Fig. 2 den schematischen Querschnitt durch den Doppelboden

eines Flachbodentanks mit einem segmentierten Zwischenboden;

Fig. 3 die flächige Verlegung des Sensorkabels im Fundament

eines runden Flachbodentanks; und

Fig. 4 die schematische Darstellung eines auf einem Fundament

mit eingelegten Sensorkabeln ruhenden Flachbodentanks.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 wird zunächst der Schichtaufbau in einem Flachbodentank beschrieben. Auf dem äußeren Tankboden 10 wird

zunächst eine erste Bitumenschicht (Spezialasphalt) 12 aufgebracht. Auf dieser Schicht wird entweder eine für das Leckmedium undurchlässige Folie oder aber ein Anstrich 14 aufgebracht, der in der Lage ist, das Leckmedium wenigstens zeitweise zurückzuhalten. Als Versiegelung hat sich beispielsweise ein Zwei-Komponenten-Epoxyd bewährt. Als Folie wird vorzugsweise Polyäthylen eingesetzt.

Bei der Nachrüstung von Flachbodentanks hat sich statt der Verlegung einer Folie die Anbringung einer Versiegelung bzw. eines Sperranstriches bewährt.

Auf die Sperrschicht 14 wird eine flüssigkeitsdurchlässige Schicht 16 aufgebracht. Diese Schicht besteht vorzugsweise aus Drainageasphalt, in bestimmten Fällen kann aber auch Kies verwendet werden, es kommt lediglich darauf an, daß die Schicht im Leckagefall austretendes Leckmedium zum Sensorkabel transportiert.

Das Sensorkabel 18 ist in einem perforierten Schutzrohr 20 angeordnet, das in Nuten oder Kanälen liegt, die in der Ausgleichsschicht 16 ausgebildet sind. Diese Kanäle können beispielsweise mit Holzstücken erzeugt werden, die später entfernt werden.

Auf der Ausgleichsschicht 16 wird der innere Tankboden 22 eingeschweißt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schichtaufbau kann auch in bestehende Flachbodentanks eingebracht werden. Der Zwischenboden 22 wird überlappend in Form von Bahnen eingeschweißt, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.

Fig. 3 zeigt ein Verlegeschema des Sensorkabels im Fundament eines runden Flachbodentanks. Das Sensorkabel ist mäanderförmig verlegt und führt zu einem Meßgerät 24. Selbstverständlich kann das Kabel auch in engeren oder weiteren Schleifen verlegt werden, oder aber auch ringförmig.

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Vorzugsweise werden in der Ausgleichsschicht Zufuhrkanäle 26 ausgebildet, durch die durch den Zwischenboden eingedrungenes Leckmedium den Drainagerohren bzw. dem Sensorkabel zugeführt wird.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch den Schichtaufbau, wie er unterhalb eines Flachbodentanks ausgebildet ist.

Auf das Tankfundament wird zunächst eine Sand- oder Spezialasphaltschicht 28 aufgebracht. Auf diese Asphaltschicht 28 wird dann eine für das Leckmedium undurchlässige Folie 30 aufgelegt, die ein Eindringen von Leckflüssigkeit in das umgebende Erdreich verhindert und die einen Sammeleffekt bewirkt. Auf der Folie 30 sind die Drainagerohre 20 mit den innen liegenden Sensorkabeln 18 verlegt. Die Drainagerohre liegen in vorgeformten Kanälen in der flüssigkeitsdurchlässigen Ausgleichsschicht 32. Diese Schicht kann beispielsweise aus Drainageasphalt oder Kies bestehen. Bei den Sensorkabeln handelt es sich wiederum um die bekannten Kabel, deren elektrische Eigenschaften sich bei Kontakt mit der Leckflüssigkeit verändern. Sie werden von der Firma W:L. Gore & Associates GmbH, Putzbrunn, unter dem Warenzeichen LEAKLEARN und der Typbezeichnung DGD020 vertrieben. Aufbau und Funktion eines Kabels sind in der US-Patentschrift 4 206 632 beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt ausdrücklich Bezug genommen wird.

Auf der Ausgleichsschicht 32 ruht der Tank mit Tankboden 34 und Tankwänden 36. Die Folie 30 wird seitlich hochgezogen und an den Tankwänden oder ähnlichem befestigt. Sie fungiert als Auffangwanne.

Bei einer Nachrüstung eines bereits installierten Flachbodentanks wird dieser aus dem Erdreich herausgehoben, gereinigt und sandgestrahlt. Auf das vorhandene Tankfundament wird die Ausgleichsschicht 28 und sodann die Folie 30 aus beispielsweise Polyäthylen aufgebracht. Auf der Folie werden die Drainagerohre 20 mit dem darin liegenden Sensorkabel 18 verlegt, die Zwischenschicht 32 wird aufgebracht. Nach Verfestigung der Ausgleichsschicht 32 wird der Flachbodentank wieder auf das modifeierte Fundament zurückgesetzt.

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Modifikationen des beschriebenen Ausführungsbeispieles sind möglich: so müssen die Sensorkabel 18 nicht unbedingt direkt auf der Sperrfolie oder Sperrschicht 30, 14 aufliegen, sie können auch direkt am Tankboden anHegen. In diesem Fall werden sie auf Leckagen eher ansprechen, allerdings entfällt der Konzentrations- und Sammlereffekt der Sperrschicht, so daß eine engmaschigere Verlegung des Kabels erforderlich ist.

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Flachbodentank mit einem ersten äußeren Tankboden und einem zweiten inneren Tankboden,

gekennzeichnet durch

folgenden Schichtaufbau, in der von den beiden Tankböden gebildeten Kammer

(a) eine erste Bitumenschicht (12), die mit dem äußeren Tankboden (10) benachbart ist,

(b) eine Sperrfolie oder ein das Leckmedium zurückhaltender Anstrich (14) auf der ersten Schicht (12),

(c) eine zweite, flüssigkeitsdurchlässige Ausgleichsschicht

(16) auf der Sperrfolie oder dem Anstrich (14), aus vorzugsweise porösem Bitumen, in welcher ein an sich bekanntes Sensorkabel (18) flächig verlegt ist, dessen elektrische Eigenschaften sich bei Kontakt mit dem Leckmedium meßbar ändern.

2. Flachbodentank nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß in der Ausgleichsschicht (16) Nuten oder Kanäle eingeformt sind, in welchen das Sensorkabel (18) verlegt ist.

3. Flachbodentank nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Sensorkabel (18) in stabilen, perforierten Schutzrohren (20) verlegt ist.

4. Flachbodentank nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß in der Ausgleichsschicht (16) Zufuhrkanäle eingeformt sind, durch welche Leckmedium dem Sensorkabel (18) zugeführt wird,

5. Flachbodentank nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

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dadurch gekennzeichnet,

daß das Sensorkabel (18) unmittelbar auf der für das Leckmedium undurchlässigen Sperrfolie oder der das Leckmedium zurückhaltenden Sperrschicht (14) verlegt ist.
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6. Flachbodentank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der innere Tankboden (22) aus einzelnen Bahnen besteht, die überlappend verschweißt sind.
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